高嶺土(kaolin)是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土巖,屬種非金屬礦產(chǎn),因江西省景德鎮(zhèn)高嶺村而得名。
高嶺土礦物成分主要由高嶺石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脫石以及石英、長石等礦物組成,質(zhì)純的高嶺土呈潔白細膩、松軟土狀,具有良好的可塑性和耐火性等理化性質(zhì)。高嶺土用途十分廣泛,主要用于造紙、陶瓷和耐火材料,其次用于涂料、橡膠填料、搪瓷釉料和白水泥原料,少量用于塑料、油漆、顏料、砂輪、鉛筆、日用化妝品、肥皂、農(nóng)藥、紡織、石油、化工、建材等工業(yè)部門。
自然界中高嶺土所包含的礦物主要分為粘土礦物和非粘土礦物。其中粘土礦物主要包含高嶺石族礦物和少量的蒙脫石、云母和綠泥石;非粘土礦物主要包含長石、石英和招的水化物,還有一些鐵礦物如赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦等、鈦礦物如金紅石等和有機質(zhì)如植物纖維等。決定高嶺土性能的主要是粘土礦物。
根據(jù)其質(zhì)地、可塑性和砂質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)分為三種類型:
1、硬質(zhì)高嶺土:質(zhì)硬,無可塑性,粉碎細磨后具可塑性。
2、軟質(zhì)高嶺土:質(zhì)軟,可塑性較強,砂質(zhì)質(zhì)量分數(shù)<50%。
3、砂質(zhì)高嶺土:質(zhì)松軟,可塑性較弱,砂質(zhì)質(zhì)量分數(shù)>50%。
粒度分布是指天然高嶺土中的顆粒,在給定的連續(xù)的不同粒級(以毫米或微米篩孔的網(wǎng)目表示)范圍內(nèi)所占的比例(以百分含量表示)。高嶺土的粒度分布特征對礦石的可選性及工藝應用具有重要意義,其顆粒大小,對其可塑性、泥漿粘度、離子交換量、成型性能、干燥性能、燒成性能均有很大影響。高嶺土礦都需要進行技術加工處理,是否易于加工到工藝所要求的細度,已成為評價礦石質(zhì)量的標準之一。各工業(yè)部門對不同用途的高嶺土都有具體的粒度和細度要求。如美國對用作涂料的高嶺土要求小于2μm的含量占90—95%,造紙?zhí)盍闲∮?μm的占78—80%。
高嶺土與水結(jié)合形成的泥料,在外力作用下能夠變形,外力除去后,仍能保持這種形變的性質(zhì)即為可塑性??伤苄允歉邘X土在陶瓷坯體中成型工藝的基礎,也是主要的工藝技術指標。通常用可塑性指數(shù)和可塑性指標來表示可塑性的大小??伤苄灾笖?shù)是指高嶺土泥料的液限含水率減去塑限含水率,以百分數(shù)表示,即W塑性指數(shù)=100(W液性限度-W塑性限度)??伤苄灾笜舜砀邘X土泥料的成型性能,用可塑儀直接測定泥球受壓破碎時的荷重及變形大小可得,以kg·cm表示,往往可塑性指標越高,其成型性能越好。高嶺土的可塑性可分為四級。
陶瓷工業(yè)是應用高嶺土早、用量較大的行業(yè)。一般用量為配方的20%~30%。高嶺土在陶瓷中的作用是引入Al2O3,有利于莫來石的生成,提高其化學穩(wěn)定性和燒結(jié)強度,在燒成中高嶺土分解生成莫來石,形成坯體強度的主要框架,可防止制品的變形,使燒成溫度變寬,還能使坯體具有一定的白度。同時,高嶺土具有一定的可塑性、粘結(jié)性、懸浮性和結(jié)合能力,賦予瓷泥、瓷釉良好的成形性,使陶瓷泥坯有利于車坯及注漿,便于成形。如用在電線中,可以增加絕緣性,降低其介電損耗。